ORC低温余热发电系统正常工作时,余热介质首先通过蒸发器将有机工质加热成高温高压的饱和蒸汽或过热蒸汽,然后高压的蒸汽进入膨胀机膨胀并且驱动膨胀机做功带动发电机发电,膨胀后的蒸汽进入冷凝器冷却降温至液态,之后工质泵将液态有机工质送回蒸发器进行再次加热。ORC采用各工质系统的热耗率均随排烟温度的升高而减小,这是因为随着排烟温度的升高,系统蒸发温度逐渐增大,上海玻璃厂余热发电,当冷凝温度不变时系统平均吸热温度增加,上海玻璃厂余热发电,热效率提高,热耗率下降,上海玻璃厂余热发电。由于热耗率可看作是热效率倒数的函数,可发现采用各工质系统的热耗率排序与净功率的排序相反。ORC是以低沸点有机物为工质的朗肯循环。上海玻璃厂余热发电
余热发电是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不只节能,还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源,生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高,故锅炉体积大,耗用金属多。用于发电的余热主要有:高温烟气余热,化学反应余热,废气、废液余热,低温余热等。此外,还有用多余压差发电的;例如,高炉煤气在炉顶压力较高,可先经膨胀汽轮发电机继发电后再送煤气用户使用。上海余热发电设计低温余热发电大部分利用的是温度小于150℃的热源。
ORC发电机组是整个发电系统的关键,ORC发电机组主要有以下特点:(1)装置撬块式一体设备,移动和运输、安装简便;模块化整体平台设计,体积小,安装简单,现场只需接上热水和冷却水即可;(2)采用高效径向透平膨胀机,可靠的材质和结构合理的高效传质设备,机组能量转换效率高;透平-发电一体化,拥有先进的设备自冷系统,无需外置油分及冷却系统;环保工质R245fa、R134a,透平-发电机一体机内工质全封闭循环无泄漏,真正实现零排放;且全封闭系统与外界不接触,机组内部及叶片无腐蚀。
ORC余热发电系统本身使用导热油作为中间换热工质,因为导热油在300℃的条件下仍不汽化而保持常压,此时的水蒸气饱和压力已高达8.5MPa。300℃以下,用导热油代替传统的热载体水蒸气,就能以低压管道系统代替高压管道系统,降低投资。此外导热油还具有传热均匀,热稳定性好以及优良的导热特性。导热油对普通的碳钢设备和管道基本上无腐蚀作用,不需要采用类似蒸汽系统的给水脱盐、除氧等复杂的处理过程,因此具有系统简单输送方便等优点。因此用导热油作为工质的机组传热效率高。可选取与有机工质氟利昂不相溶解且不会发生化学反应的导热油,采用油与有机工质氟利昂直接接触热交换的方法,可进一步提高换热效率。余热发电系统的发电量一直是电力企业设备管理人员关注的重点。
ORC低温发电机组典型应用:烟气利用(建材/钢铁行业)。为了对企业陶瓷窑等烟气加以利用,考虑采用ORC低温发电机组回收该部分余热进行发电,创造收益,节能减排。如陶瓷窑应用ORC发电来说,烟气换热成热水的温度越高,单位热水发电量越大,ORC发电效率也越高。但换热热水越高烟气换热器成本也会随之上涨,所以综合烟气温度、机组效率、换热器成本等诸多因素考虑,利用烟气换热器将热水加热至138℃进入ORC余热发电机组进行发电。近年来,低温烟气余热的有效回收利用引起了人们的普遍关注。有机朗肯循环(ORC)系统因具有结构简单、效率高、环境友好等优点而逐渐推广应用。ORC低温余热发电机组操作简单,负荷波动能力强,可在40%~110%范围内稳定运行。上海余热发电装置
ORC余热发电系统部件、设备可实现标准模块化生产,能缩短安装周期,降低其制造成本。上海玻璃厂余热发电
ORC余热发电系统与传统低温余热发电系统的根本区别在于采用有机工质,所以工质特性将主导整个发电系统的结构及效率。国内外都对有机工质对于ORC系统的影响有研究,相比而言国内只是起步阶段。对于如何更好地利用低于300、甚至更低温度的余热,据各类研究表明:在低温情况下,有机朗肯循环的效率明显比水作为工质的朗肯循环效率高得多,其主要原因是ORC在显热回收方面有较高的效率,由于循环中显热/潜热不相等,而ORC技术中此比例大,因此采用ORC技术可回收较多的热量。上海玻璃厂余热发电
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